脉冲形成网络的设计与实验研究

 采用陶瓷无感电容器作为储能介质,设计了一种低阻抗高储能密度的中等高压脉冲形成网络。该脉冲形成网络采用无感陶瓷电容器作为储能介质,每一个电容器的容值为1.7 nF。电容器采用相对介电常数较高的钛酸钡作为材料,单个电容器的直径为6 cm、高度为4 cm,该电容器在变压器油中的工作电压可以达到50 kV。实验结果表明,设计的单线型中等高压脉冲形成网络可在1 Ω的匹配负载上获得半高宽220 ns,前沿为40 ns的高压脉冲,能很好满足脉冲功率系统小型化的应用要求。实验研究还表明,设计的低阻抗Blumlein型脉冲形成网络,在工作电压为44 kV时可在2.5 Ω的低阻抗负载上获得脉宽230 ns,前沿约为50 ns的脉冲。     

用电子分析天平测量静电力及真空介电常量

介绍了用电子分析天平测量平行板电容器两极板间的静电力和真空介电常量的原理和方法．     

锂离子电池正极材料LiMnO_2的电化学阻抗谱研究

通过球形扩散模型给出了一种测定锂离子在电极材料中固相表观扩散系数的计算方法(修正Warburg阻抗法),研究了LiMnO_2电极的交流阻抗和锂离子的扩散行为.研究表明,材料合成温度影响电极反应表面电荷传递和材料中的锂离子扩散特性.用熔盐浸渍法在500℃保温12h合成的LiMnO_2正极材料的锂离子表观扩散系数为1.49×10~(-10)cm~2/s.     

氧化锰表面改性活性炭电极材料的电化学特性

用Mn(NO3)2溶液浸渍-高温热解法对普通活性炭进行表面改性处理以改善其电化学性能. 采用氮气吸附、SEM、XRD等方法研究改性活性炭的比表面积、孔结构、形貌和氧化锰的晶体结构; 用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学方法研究了改性活性炭电极构成的电化学电容器的性能. 结果表明, Mn(NO3)2热解产生的多价态氧化锰有法拉第赝电容效应, 尤其是立方晶形结构的α-Mn2O3, 与活性炭的双电层电容构成了复合电容, 因而改性炭材料的比电容有明显的提高, 其质量比电容达到254 F·g-1, 比未改性炭的165 F·g-1提高了54%. 改性炭电极电化学电容器具有优异的充放电可逆性和稳定性, 而且等效串联电阻较小, 只有0.40 Ω; 经2000次循环的长期测试, 容量保持率几乎达到100%.     

EDLC用分级孔炭电极材料的制备与超电容性能研究

采用有机-有机自组装法和化学活化法相结合,制备了分级孔炭电极材料(HPC)。氮气静态吸附测试表明,化学活化使介孔炭的孔壁上产生了大量的微孔,从而使其比表面积大大增加。与以硬模板法制备的有序介孔炭(OMC)相比,HPC比OMC具有更为优异的电化学性能,这是因为微孔和介孔直接相连的分级孔结构,不仅增大了比表面积,而且能够显著减小电解质离子在电极材料孔道内的扩散阻力。     

High-performance thin-film Li4Ti5O12 electrodes fabricated by using ink-jet printing technique and their electrochemical properties

Li₄Ti₅O₁₂ thin-film anode with high discharge capacity and excellent cycle stability for rechargeable lithium ion batteries was prepared successfully by using ink-jet printing technique. The prepared Li₄Ti₅O₁₂ thin film were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, cyclic voltammograms, and galvanostatic charge–discharge measurements. It was found that the average thickness of 10-layer Li₄Ti₅O₁₂ film was about 1.7~1.8 μm and the active material Li₄Ti₅O₁₂ in the thin film was nano-sized about 50–300 nm. It was also found that the prepared Li₄Ti₅O₁₂ thin film exhibited a high discharge capacity of about 174 mAh/g and the discharge capacity in the 300th cycle retained 88% of the largest discharge capacity at a current density of 10.4 μA/cm² in the potential range of 1.0–2.0 V.     

Preparation and characterization of (PVP + NaClO4) electrolytes for battery applications

A sodium ion-conducting polymer electrolyte based on polyvinyl pyrrolidone (PVP) complexed with NaClO₄ was prepared using the solution-cast technique. The cathode film of V₂O₅ xerogel modified with polyvinyl pyrrolidone was prepared using the sol-gel method. Investigations were conducted using X-ray diffractometry (XRD), Fourier transformation infrared (FT-IR) spectroscopy. The ionic conductivity and transference number measurements were performed to characterize the polymer electrolyte for battery applications. The transference number data indicated that the conducting species in these electrolytes are the anions. Using the electrolyte, electrochemical cells with a configuration Na/(PVP + NaClO₄)/V₂O₅ modified by (PVP) were fabricated and their discharge profiles studied.     

多孔不锈钢基二氧化锰薄膜电极的制备及电容特性

用电化学方法制备了一种多孔不锈钢基二氧化锰薄膜电极。 在不锈钢基体上以聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）在水溶液中形成的液晶作掩膜,通过电化学腐蚀制备了多孔基体电极,用恒电位方法在基体上沉积二氧化锰薄膜。 用扫描电子显微镜对二氧化锰薄膜电极形貌进行了考察,循环伏安法和充放电曲线法测试了二氧化锰薄膜电极的电容。 结果表明,腐蚀后的不锈钢基体呈现多孔特征,孔分布无规律,孔径大小从几十纳米到几百纳米不等,沉积的二氧化锰呈颗粒状,直径为80~90 nm。 扫描速率为20 mV/s,沉积电量0.4 C/cm2时,循环伏安法测得的二氧化锰薄膜电极的质量比电容达400 F/g;沉积电量4~5 C/cm2时,面积比电容达到320 ×10-3 F/cm2,此时的质量比电容仍保持在200 F/g左右。 实验结果表明,多孔不锈钢基二氧化锰薄膜电极在超级电容器领域有潜在的应用前景。     

实时磁性测试深入理解锂离子电池中的过渡金属催化作用

催化剂由于具有降低电化学过电位和改善动力学条件的能力,在各种储能器件中起着至关重要的作用.在锂离子电池中,首圈放电过程中形成的固体电解质界面膜,通常被认为是一旦形成就稳定不分解的.而在过渡金属的催化下,这种电解质分解衍生的聚合物凝胶状膜(PGF)能可逆地形成和分解.这种过渡金属催化机制可以进行催化储锂,即形成的PGF具...     

电化学电容器氮化钒负极材料性能研究

利用高温氨解还原氧化钒（V₂O₅）制备了氮化钒（VN）纳米材料. 采用XRD、SEM与TEM观察分析样品的结构和形貌,采用氮气吸附、循环伏安曲线以及恒流充放电曲线测试样品的比表面积、孔径分布和电极电化学性能. 结果表明,VN样品属于立方晶系（Fm3m [225]）,其大小均一,近似球形,氨解时间的加长（12 h）,小颗粒间相互交联可形成一定的介孔. 50 mA?g-1电流密度下VN-c电极的比电容能达到192 F.g-¹,1000周期循环其比电容仍有150 F.g^-1,同时具有双电层电容性能和氧化还原反应的准电容性能.